CZ222693A3 - Modification process of surface activity, for instance hydrophilisation of a substrate of silicon glass and apparatus for making the same - Google Patents
Modification process of surface activity, for instance hydrophilisation of a substrate of silicon glass and apparatus for making the same Download PDFInfo
- Publication number
- CZ222693A3 CZ222693A3 CZ932226A CZ222693A CZ222693A3 CZ 222693 A3 CZ222693 A3 CZ 222693A3 CZ 932226 A CZ932226 A CZ 932226A CZ 222693 A CZ222693 A CZ 222693A CZ 222693 A3 CZ222693 A3 CZ 222693A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- burners
- float glass
- silicon
- flame
- layer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/453—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating passing the reaction gases through burners or torches, e.g. atmospheric pressure CVD
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/001—General methods for coating; Devices therefor
- C03C17/002—General methods for coating; Devices therefor for flat glass, e.g. float glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
- C03C17/23—Oxides
- C03C17/245—Oxides by deposition from the vapour phase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/401—Oxides containing silicon
- C23C16/402—Silicon dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
- C03C2217/21—Oxides
- C03C2217/213—SiO2
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2218/00—Methods for coating glass
- C03C2218/10—Deposition methods
- C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
- C03C2218/152—Deposition methods from the vapour phase by cvd
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2218/00—Methods for coating glass
- C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
- C03C2218/36—Underside coating of a glass sheet
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Description
Způsob modifikace povrchové aktivity,/substrátu z křemičitého skla a zařízení pro prov<ídČHt íýjfifoéu.A method for modifying the surface activity of a silica glass substrate and a device for performing the process.
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká způsobu modifikace povrchové aktivity, například hydrofilizace substrátu z křemičitého skla nanesením. vrstvy s obsahem křemíku za použití alespoň jedné organické sloučeniny křemíku. Vynález se rovněž, týká zařízení k provádění tohoto způsobu.The invention relates to a method for modifying surface activity, for example by hydrophilizing a silica glass substrate by deposition. a silicon-containing layer using at least one organic silicon compound. The invention also relates to an apparatus for carrying out this method.
Dosavadní stav techniky ' : BACKGROUND OF THE INVENTION :
Z rakouského patentového spisu č. AT 381 693 je znám postup, při němž je možno udělit hydrofilní vlastnosti povrchu substrátu z křemičitého skla tak, že se na povrch tohoto substrátu nanese sulfonátorcanosilanolová sloučenina a nanesená vrstva se usuší. ' 'From Austrian Patent AT 381 693, a process is known in which hydrophilic properties of the surface of a silica glass substrate can be imparted by applying a sulphonator-canilanol compound to the surface of the substrate and drying the deposited layer. ''
Podobný postup je znám z DE 35 11 720. Při provádění tohoto postupu se hydrofilizují čelní skla pro vozidla, vyrobená plavením' tak/ že se na ně působí ve větším počtů stupně kapalným prostředím, zejména alkalickým prostředkem1pro čištění skla na bázi alkalických fosfátů'a roztoky,'“obsahujícími roztok kýseíihý fosforečné. Tyto postupy mají tu nevýhodu,že je'možno je provádět až mimo výrobní linku, na níž se vyrábějí uvedená skla, to znamená po rozdělení pásu plaveného'skla na jednotlivá skla a vzhledem k tomu/ že se = postup obvykle provádí máčením do roztoku, 'je poměrně'nákladný ha čas. Mimoto není tento postup vhodný například'pro výrobu podložních skel pro mikroskopy vzhledem·k tomu, že hydrof ilní povlak obsahuje organické složky, takže není vyloučeno, že dojde k nežádoucímu působení například mikroorga2 nis.τιu. Mimoto se ukázalo, že hydrofilnost, kterou je možno těmito postupy dosáhnout, není pro řadu účelů dostatečná, například v případě čelních skel pro vozidla.A similar process is known from DE 35 11 720. In this process, windscreens for vehicles made by float are hydrophilized by being treated in a number of degrees by a liquid medium, in particular an alkaline phosphate-based glass cleaner 1. and solutions containing a phosphoric acid solution. These processes have the disadvantage that je'možno is carried out until the production line on which said lenses are produced, i.e. after separation into individual strip plaveného'skla glass whereas / = the process is usually conducted by dipping in the solution, 'is relatively' costly ha time. In addition, this process is not suitable, for example, for the production of microscope slides, since the hydrophilic coating contains organic components, so that it is not excluded that undesirable effects of, for example, microorganisms occur. In addition, it has been shown that the hydrophilicity obtainable by these processes is not sufficient for a number of purposes, for example in the case of vehicle windscreens.
<<
. Právě u plaveného skla má modifikace povrchové akti-— . vity zvláštní význam vzhledem k tomu, že zejména v případě cínové lázně je spodní strana pásu která se dostává do styku s lázní velmi špatně smáčivá. Tento jev vzniká proto, že spodní strana skla přijímá atomy cínu z kapalné cínové lázně. Tento typ skla je proto poměrně nevhodný pro čelní skla vozidel—vzhledem k tomu,—že v důsledku nedostatečné-smáčívosti na skle stále vznikají nežádoucí šmouhy. V případě podložních skel opět není možno snadno namáčet kapalné vzorky.. In the case of float glass, the modification has a surface activity. This is particularly important since, especially in the case of a tin bath, the underside of the strip which comes into contact with the bath is very poorly wettable. This phenomenon arises because the underside of the glass receives tin atoms from the liquid tin bath. This type of glass is therefore relatively unsuitable for vehicle windscreens - since - due to insufficient - wettability on the glass, undesirable smears still occur. Again, in the case of slides, it is not easy to soak liquid samples.
Z publikací, které se týkají použití materiálů s obsahem křemíku pro zlepšení povrchových vlastností kovů, je možno uvést například DOS 40 12 086. Podle tohoto spisu je možno upravit povrch kovů, určených k nanášení laku katodovým způsobem tak, že se povrch podrobí nanesení vrstvy SiO pyrolýzou organické sloučeniny křemíku plamenem, například tetraethoxysilanu a pak se povrch opatří látkou, zlepšující přilnavost, rovněž na bázi organické sloučeniny křemíku, například ponořením do jejího roztoku. Podobný postup je popsán v DD 253 259, při tomto postupu se plech nejprve opatří pyrolýzou plamenem vrstvou SiO* s obsahem uhlíku a pak se silanisuje ponořením do vhodného roztoku. DOS 34 03 894 se týká nanesení obdobné vrstvy na části zubních protéz. Postup se rovněž provádí ^pyrolýzou plamenem a části zubní protézy se pak po nanesení vrstvy s obsahem křemíku spojují s plastickými hmotami pro zubolékařské použití. Při svrchu uvedených póstupěctv .» je žádoucí, aby vrstva SiO obsahovala určitéAmong the publications relating to the use of silicon-containing materials for improving the surface properties of metals, for example, DOS 40 12 086. It is possible to treat the surface of metals to be coated by a cathode method by subjecting the surface to a SiO coating. by flame pyrolysis of the organic silicon compound, for example tetraethoxysilane, and then the surface is provided with an adhesion promoter, also based on the organic silicon compound, for example by immersion in a solution thereof. A similar procedure is described in DD 253 259, in which the sheet is first flame pyrolyzed with a carbon-containing SiO * layer and then silanised by immersion in a suitable solution. DOS 34 03 894 relates to the application of a similar layer to parts of dental prostheses. The process is also carried out by pyrolysis by flame and parts of the dental prosthesis are then bonded to the plastics for dental use after application of the silicon-containing layer. In the foregoing steps, it is desirable for the SiO layer to contain some
Λ» ♦ množství uhlíku, nutné pro dosažení požadovaných vlastností, zvláště zlepšené přilnavosti. Další znaky těchto postupů byly popsány v DD 256 151.The amount of carbon required to achieve the desired properties, in particular improved adhesion. Further features of these processes have been described in DD 256 151.
Vynález si klade za úkol navrhnout takový postup svrchu uvedeného typu, při němž by došlo k požadované modifika ci povrchových vlastností skleněných substrátů, zvláště k hydrofilizaci plaveného skla hospodárným způsobem, přičemž dosažené vlastnosti by měly být trvalé v průběhu delšího ča sového období.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a process of the above type in which the surface properties of the glass substrates are to be modified or modified, in particular to hydrophilize the float glass economically, while maintaining the properties over a longer period of time.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Podstatu vynálezu tvoří způsob modifikace povrchové aktivity, například hydrofilizace substrátu z křemičitého skla nanesením vrstvy s obsahem křemíku za použití alespoň jedné organické sloučeniny křemíku, postup spočívá v tom, že se vrstva s obsahem křemíku nanáší rozkladem organické látky s obsahem křemíku pyrolýzou plamenem jako vrstva SiOThe present invention provides a method for modifying the surface activity, for example, hydrophilizing a silica glass substrate by depositing a silicon-containing layer using at least one organic silicon compound, the process comprising depositing the silicon-containing layer by flame pyrolysis as a SiO layer.
Nanesený povlak s obsahem křemíku je s výhodou v podstatě. prostý uhlíku.The deposited silicon-containing coating is preferably substantially. carbon-free.
Ve výhodném provedení se při pyrolýze plamenem přivádí jako organická sloučenina křemíku Si-alkoxysilan ve směsi vzduchu a spalného plynu v přítomnosti potřebného kyslíku...... 1 . ... :In a preferred embodiment, during the pyrolysis flame is fed to the organic compound of Si-alkoxy silane in the mixture of air and combustion gas in the presence of oxygen needed ...... first ...:
Podle dalšího provedení je možno použít jako Si-alkoxysilan tetramethoxysilan.In another embodiment, tetramethoxysilane can be used as Si-alkoxysilane.
; Jako spalný plyn je možno použít plyn, tvořený zcela nebo z části propanem, butanem, svítiplynem a/nebo zemním plynem. ; As the combustion gas, it is possible to use a gas consisting wholly or partly of propane, butane, coal gas and / or natural gas.
Ve výhodném provedení se jako spalného plynu užívá zemního plynu.In a preferred embodiment, the combustion gas is natural gas.
V dalším provedení způsobu podle vynálezu se organická sloučenina křemíku při pyrolýze plamenem přidává tío spalného plynu v molárnim poměru 10 až 10 .In a further embodiment of the process of the invention, the flame pyrolysis organic silicon compound is added to the combustion gas at a molar ratio of 10 to 10.
. _ = V dalším provedení se organická sloučenina křemíku při pyrolýze plamenem přidává do spalného prostředí v molárnim poměru přibližně 10 ”4.. = _ In another embodiment, the organic silicon compound in a flame pyrolysis is added to the combustion medium in a molar ratio of about 10 "4.
Pyrolýzu plamenem je možno provádět při použití objemového poměru spalného plynu a vzduchu v rozmezí 1 : 3 až : 80—----- - — ----— —--------— — --------V dalším výhodném provedení se pyrolýza plamenem provádí při použití objemového poměru spalného plynu a vzduchu přibližně 1 : 10.Flame pyrolysis can be carried out using a combustion gas / air volume ratio ranging from 1: 3 to: 80 —----- - - ----— —--------— - ----- In another preferred embodiment, the pyrolysis by flame is carried out using a combustion gas / air volume ratio of about 1: 10.
V dalším možném provedení způsobu podle vynálezu je možno vrstvu SiO nanést větším počtem po sobě následujíΛ cích zpracování pyrolýzou plamenem, takže jsou po sobě naneseny alespoň dvě jednotlivé vrstvy, tvořící výsledný systém.In another possible embodiment of the method of the invention, the SiO layer may be deposited by a plurality of successive flame pyrolysis treatments such that at least two individual layers constituting the resultant system are applied in succession.
V dalším vhodném provedení se povrchová vrstva skelného substrátu při nanášení vrstvy SiO* udržuje na teplotě ;20 až 600 'čníbí-: 1^2 5λ>*·.-;.· cr.; V.ksIn another suitable embodiment, the surface of the glass substrate is maintained at a temperature of 20 to 600 ° C during application of the SiO 2 layer. V.ks
V dalším možném provedení se povrchová vrstva skelného substirátu při nanášení vrstvy SiO* udržuje.na teplotě v roz mezí 80 až 200 °C. / ·. .:::: ) :In another possible embodiment, the surface of the glass substrate is maintained at a temperature in the range of 80 to 200 ° C during the deposition of the SiO 2 layer. / ·. . ::::):
Takto nanesená vrstva s obsahem křemíku může mít tlouš ku 1 až 100, s výhodou 2 až 20 nra.The silicon-containing layer thus applied may have a thickness of 1 to 100, preferably 2 to 20, m.
V dalším možném provedení způsobu podle vynálezu se ja ko skelný substrát užije pás plaveného skla.In another possible embodiment of the method according to the invention, a float glass ribbon is used as the glass substrate.
V dalším možném provedení se vrstva SiO nanáší na tu povrchovou vrstvu plaveného pásu, která byla ve styku s lázní.In another possible embodiment, the SiO layer is applied to the surface layer of the float strip that has been in contact with the bath.
Podle dalšího možného provedení způsobu podle vynálezu je možno provádět pyrolýzu plamenem k nanesení uvedené vrstvy na povrch pásu plaveného skla přímo na výrobní lince pro toto sklo v ještě teplém stavu.According to another possible embodiment of the method according to the invention, it is possible to carry out flame pyrolysis to deposit said layer on the surface of a float glass strip directly on the glass production line in a still warm state.
Podstatu vynálezu tvoří rovněž zařízení pro modifikaci povrchové aktivity, například hydrofilizaci, substrátu .z křemičitého skla nanesením vrstvy s obsahem křemíku při použití alespoň jedné organické sloučeniny křemíku, zařízení je tvořeno prostorem pro nanášení uvedené vrstvy, zařazeným za plavící lázní a je tvořeno třemi až dvaceti tyčovými hořáky,pro rozklad organické sloučeniny křemíku pyrolýzou plamenem, uloženými v podstatě kolmo na směr pohybu plaveného skla. Pod pojmem tyčový hořák se rozumí uspořádání většího počtu jemných trysek v podstatě v jedné čáře v malém vzájemném odstupu. Účelem tohoto uspořádání, nazývaného také pásovým hořákem, je vytvoření pokud možno homogenního pásu plamene po celé délce hořáku.The invention also provides a device for modifying the surface activity, for example hydrophilization, of a silica glass substrate by depositing a layer containing silicon using at least one organic silicon compound, the device comprising a space for depositing said layer downstream of the float bath and comprising three to twenty rod burners for decomposing the organic silicon compound by pyrolysis by flame, positioned substantially perpendicular to the direction of movement of the float glass. A burner refers to the arrangement of a plurality of fine nozzles in substantially one line at a small distance from one another. The purpose of this arrangement, also referred to as a belt burner, is to provide an as homogeneous flame strip as possible over the entire length of the burner.
V dalším provedení mohou být výstupní otvory pro pla. měny v. tyčovém hořáku uspořádány v odstupu 3,až.50 mm pod povrchem,pásu plaveného skla, přivráceným k lázni. ; r z-V dalším možném provedení mohou být, výstupní otvoryIn another embodiment, the outlet openings for pla. The bar burners are arranged at a distance of 3 to 50 mm below the surface of the float glass strip facing the bath. ; -V r of further possible embodiments may be outlet holes
- tyčových,hořáků uloženy v odstupu 8 až 12 mm pod povrchem pásu plaveného skla,-přivráceným k lázni.bar burners are placed at a distance of 8 to 12 mm below the surface of the float glass strip facing the bath.
V dalším možném provedení může mít alespoň část tyčových hořáků ve směru pohybu skla v plavící lázni stejný vzájemný odstup.In another possible embodiment, at least a portion of the bar burners may have the same spacing in the direction of movement of the glass in the float bath.
Podle dalšího možného provedení může mít alespoň část tyčových hořáků ve směru pohybu pásu plaveného skla zvyšující se vzájemný odstup.According to another possible embodiment, at least a portion of the rod burners may have an increasing distance from one another in the direction of travel of the float glass ribbon.
. V dalším možném provedení zařízení podle vynálezu mohou být tyčové hořáky seskupeny do skupin vždy po 2 až 5 tyčových hořácích/ přičemž vzájemný odstup tyčových hořáků uvnitř každé skupiny je menší než vzájemný odstup mezi skupinami hořáků.. In another possible embodiment of the device according to the invention, the burner rods may be grouped in groups of 2 to 5 rod burners each, and the spacing of the burner rods within each group is less than the spacing between the burner groups.
- -Podle dalšího možného provedení zařízení podle vynálezu může být úhel plamenů, vystupujících z tyčových hořáků vzhledem k povrchu skelného substrátu nastavitelný.According to another possible embodiment of the device according to the invention, the angle of the flames exiting the rod burners with respect to the surface of the glass substrate can be adjustable.
V dalším možném provedení zařízení podle vynálezu může být nastavitelný také odstup tyčových hořáků od povrchu skelného substrátu.In another possible embodiment of the device according to the invention, the distance of the bar burners from the surface of the glass substrate can also be adjustable.
Podle dalšího možného provedení zařízení podle vynálezu mohou být jednotlivé hořáky tvořeny větším počtem trubicových trysek, uspořádaných v určitých odstupech kolmo ke směru pohybu pásu plaveného skla.According to a further possible embodiment of the device according to the invention, the individual burners may consist of a plurality of tubular nozzles arranged at certain intervals perpendicular to the direction of movement of the float glass ribbon.
Bylo neočekávané zjištěno, že způsobení podle vynálezu je možno trvalé modifikovat povrchové vlastnosti skelného substrátu, á to zejména také vlastnosti povrchu pásu plaveného skla, přivráceného k lázni. Zejména hydrofilizace tohoto povrchu je možno dosáhnout tak, že se pyrolý~zou plamenem nanese velmi tenká vrstva SiO^ s přesně definovanou povrchovou strukturou a morfologií. Áby bylo možno nanést zvláště vhodnou vrstvu, je účelné přidávat organickou sloučeninu křemíku ke spalnému plynu v optimálním molárním poměru. Toho je možno dosáhnout temperováním· dávkovacího zařízení až k hořáku v závislosti na tlaku par po7 užité organické sloučeniny křemíku, použití dostatečně těkavého alkoxysilanu nebo použití nastavitelného dávkovacího zařízení s jemnou tryskou.It has been unexpectedly found that the inventive process is capable of permanently modifying the surface properties of the glass substrate, particularly the surface properties of the float glass web facing the bath. In particular, hydrophilization of this surface can be achieved by applying a very thin layer of SiO 2 with a precisely defined surface structure and morphology by pyrolysis. In order to apply a particularly suitable layer, it is expedient to add the organic silicon compound to the combustion gas in an optimal molar ratio. This can be achieved by tempering the metering device up to the burner depending on the vapor pressure of the organic silicon compound used, the use of a sufficiently volatile alkoxysilane or the use of an adjustable fine nozzle metering device.
Při.pyrolýze plamenem se způsobem podle vynálezu vytváří na skelném substrátu vrstva, tvořená v podstatě křemíkem a kyslíkem. Tato vrstva má silně rozpukaný povrch a je tvořena především na povrch silikátu obrácenými skupinami Si-ΟΚ-, vznikajícími působením adsorbované vodní páry. Vzorek vrstvy je možno zjednodušeně uvést jako SiO (OH) , přičemž celkový obsah kyslíku ve: vzorci , yIn flame pyrolysis, a layer consisting essentially of silicon and oxygen is formed on the glass substrate by the method of the invention. This layer has a heavily cracked surface and is formed primarily of the silicate surface with inverted Si-ΟΚ- groups, formed by adsorbed water vapor. A sample of the layer can be simply referred to as SiO (OH), with the total oxygen content of the formula, y
x + y je větší než 2. ; \x + y is greater than 2 .; \
Bylo prokázáno, že při provádění způsobu podle vynálezu je k uvedenému účelu zapotřebí, aby pro optimální hydrofilizaci byla vrstva, nanesená pyrolýzou plamenem na povrchovou vrstvu skla pokud možno prostá uhlíku, čehož je možno dosáhnout zvláště při použití tetramethoxysílánu. Tento poznatek zcela odporuje známým poznatkům, které se týkaly nanesením povlaku s obsahem křemíku před lakováním různých povrchů. Při známých postupech je nutno se vyvarovat příliš vysoké teploty, aby nedošlo k příliš vysokému zahřátí kovové slitiny a tím aby bylo možno udržet oxidaci povrchu na pokud možno nízkém stupni, při provádění způsobu podle vynálezu je však možno k dosažení trvalé hydrofilnosti s výhodou použít také energeticky bohaté spalné plyny, například methan. Přidáním kyslíku je ještě možno zvýšit teplotu plamene a současně snížit množství uhlíku ve výsledné vrstvě.In the process according to the invention, it has been found that, for optimum hydrophilization, the flame pyrolysis layer on the surface of the glass is preferably free of carbon, which can be achieved particularly with tetramethoxysilane. This finding is completely contrary to the known knowledge concerning the application of a silicon-containing coating prior to painting various surfaces. In the known processes, too high temperatures must be avoided in order to prevent the metal alloy from heating up too high and thereby keeping the surface oxidation as low as possible, but in the process according to the invention it is also possible to use rich combustion gases such as methane. By adding oxygen, it is still possible to raise the flame temperature while reducing the amount of carbon in the resulting layer.
Zvláštnost vrstvy, vytvořené způsobem podle vynálezu spočívá v morfologii této vrstvy, která závisí jednak na její tlouštce a taká na teplotě, při níž byla vrstva vytvořena. Struktura vrstvy se mění v rozsahu uvedených pa8 rametrů také v závislosti na hustotě hydroxylových skupin v jednotlivých vrstvách systému. Pro optimální smáčivost je účelné nanášet hydrofilní vrstvu SiO^ ve větším počtu po sobě následujících stupňů. Optimální. počet je 3 až 20, s výhodou 6- až 14 jednotlivých stupňů, jimiž se nanáší jednotlivé vrstvy systému.The particularity of the layer produced by the process according to the invention lies in the morphology of the layer, which depends, firstly, on its thickness and on the temperature at which the layer was formed. The layer structure also varies within the range of the above parameters depending on the density of the hydroxyl groups in the individual layers of the system. For optimal wettability, it is expedient to apply the hydrophilic SiO2 layer in a plurality of successive steps. Optimal. the number is 3 to 20, preferably 6- to 14 individual stages, through which the individual layers of the system are applied.
Pro strukturní a tím i hydrofilizační vlastnosti vrstev hraje důležitou úlohu také teplota povrchové vrstvy, která je kombinací teploty skla a zahřátí plamenem. Bylo- prokázánoT—že“ příznivých vlastnosti vrstev je možno dosáhnout zejména při použití teploty v rozmezí 80 až 200 C. Časové období mezi nanášením jednotlivých vrstev je přitom řádu několika sekund.The temperature of the surface layer, which is a combination of glass temperature and flame heating, also plays an important role for the structural and thus hydrophilizing properties of the layers. It has been shown that the advantageous properties of the layers can be achieved, in particular, at a temperature in the range of 80 to 200 [deg.] C. The time period between application of the individual layers is of the order of several seconds.
Další vlastnosti a výhody vynálezu budou zřejmé z následujícího popisu zařízení a z příkladu provedení v souvislosti s přiloženými výkresy. ' ' *Other features and advantages of the invention will be apparent from the following description of the device and from the exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings. '' *
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Na obr. 1 je znázorněno jedno provedení zařízení podle vynálezu v perspektivním pohledu ze strany a šikmo shora.FIG. 1 shows one embodiment of the device according to the invention in a perspective side view and obliquely from above.
Na obr. 2 je znázorněn řez zařízením podle vynálezu podle čáry II-II na obr.l.Fig. 2 is a cross-sectional view of the device according to the invention according to line II-II in Fig. 1;
Na obr. 3 je znázorněn příklad zařízení pro míšení tetramethoxysilanu se vzduchem při jeho přívodu k hořákům zařízení podle vynálezu.Fig. 3 shows an example of a device for mixing tetramethoxysilane with air as it is supplied to the burners of the device according to the invention.
Na obr. 4 je ve formě diagramu zaznamenán hydrofilizační účinek, jehož je možno dosáhnout při použití způsobu a zařízení podle vynálezu.FIG. 4 shows in diagrammatic form the hydrophilizing effect which can be achieved by the method and apparatus of the invention.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Jak je zřejmé z obr. 1, jsou mezi řadou nosných válečků 10, uložených za neznázorněnou vanou na plavené sklo uloženy tyčové hořáky 12, upevněné v držácích 14 tak, že jsou nastavitelné směrem do výšky i do různých úhlů. Na nosných. ' válečcích 10 je uložen pás'16 teplého plaveného skla s teplotou povrchu přibližně 160 °C, pohybující se ve směru šipky 18 stejnou rychlostí jako při výrobě, obecně 5 až 25 m/min., v uvedeném příkladu provedení 14 m/min, na obr. 1 směrem doleva. Výška hořáků 12 je nastavitelná tak, že jejich odstup od spodní strany pásu 16 plaveného skla je v rozmezí 3 až 50, s výhodou 8 až 12 mm. V tomto konkrétním příkladu provedení byl odstup hořáků 12 od spodní strany pá su 16 plaveného skla 8 mm.As can be seen in FIG. 1, rod burners 12, mounted in holders 14, are arranged between the row of support rollers 10 located behind the float glass tray (not shown), so as to be adjustable in height and at different angles. On carriers. A roll of 16 float glass having a surface temperature of approximately 160 ° C, moving in the direction of the arrow 18 at the same speed as in production, generally 5 to 25 m / min, in this example 14 m / min, is placed on the rollers 10. 1 to the left. The height of the burners 12 is adjustable such that their distance from the underside of the float glass ribbon 16 is in the range of 3 to 50, preferably 8 to 12 mm. In this particular embodiment, the distance of the burners 12 from the underside of the float glass strip 16 was 8 mm.
Jak je zřejmé z obr. 2, je možno nastavit nejen odstup tyčového hořáku 12 od spodního povrchu pásu 16 plaveného skla pomocí držáků 14, nýbrž také úhel, v němž vychází z řady trubicovítých trysek 20, uspořádaných po délce ty čového hořáku 12 příčně vzhledem k pásu 16 plaveného skla ve stejných malýo.h odstupech, plamen, směřující ke spodní straně pásu 16 plaveného skla.As can be seen from FIG. 2, not only can the spacing of the bar burner 12 from the bottom surface of the float glass web 16 be adjusted by the brackets 14, but also the angle at which it extends from a series of tubular nozzles 20 the float glass web 16 at equal small intervals, a flame directed towards the underside of the float glass web 16.
Zařízeni, popsané vé svrchu uvedeném příkladu provedení pracuje při provádění způsobu podle vynálezu následujícím způsobem.The apparatus described in the above-mentioned exemplary embodiment operates in the following manner in carrying out the process of the invention.
' Pás 16 plaveného skla s tlóuštkou 3 mm se, jak již bylo svrchu popsáno, pohybuje s rychlostí 14 m/min a je opatřen na své spodní straně, přivrácené k lázni vrstvou 3ίΟχ, prostou uhlíku působením pyrolýzy plamenem. Odstup tyčových hořáků 12 od skla je 8 mm. Šířka pásu 16 plaveného skla, opatřená povlakem je přibližně 60 cm. Pro čty ři skupiny tyčových hořáků 12, které obsahují vždy tři tyčové hořáky 12, se přivádí plyny v následujícím množství:'The web 16 of float glass of 3 mm thickness, as already described above, moves at a speed of 14 m / min and is provided on its underside facing the bath layer 3ίΟ χ, carbon free flame pyrolysis treatment. The distance between the rod burners 12 and the glass is 8 mm. The width of the coated glass web 16 is approximately 60 cm. For the four groups of rod burners 12, each comprising three rod burners 12, the following gases are supplied:
směs silanu a vzduchu: 2000 1/h zemní plyn: 400 1/h.silane / air mixture: 2000 l / h natural gas: 400 l / h.
Použitý tetramethoxysilan se mísí. se vzduchem v zařízení, které je znázorněno na obr. 3. Proud vzduchu prochází plovákem 2* ponořeným do silanu 2_, výstupní otvor 2 odvádí vzduch, nasycený sílaném. Podíl silanu ve směsi silanu a vzduchu.je možno řídit změnami teploty silanu a tím tlaku par silanu.The tetramethoxysilane used is mixed. 3. The air stream passes through a float 2 * immersed in the silane 2, the outlet opening 2 discharging the air saturated with the strong. The proportion of silane in the silane / air mixture can be controlled by varying the silane temperature and thus the silane vapor pressure.
Z obr. 4 je zřejmé, že smáčivost povrchu plaveného skla po nanesení uvedených vrstev pyrolýzou pomocí plamene silně stoupá při stoupajícím počtu použitých skupin tyčových hořáků 12. Již po použití první skupiny tří tyčových hořáků . 12 dochází ke snížení úhlu pro vodu ve srovnání s nezpracovaným plaveným sklem z hodnoty 26 na 11° a tento úhel dále klesá po průchodu další skupinou tří tyčových hořáků 3_, to znamená při použití celkem šesti tyčových hořáků 12 na méně než polovinu svrchu uvedené hodnoty.It can be seen from FIG. 4 that the wettability of the float glass surface after flame deposition by flame pyrolysis increases strongly with the increasing number of rod burner groups 12 used. Already after using the first group of three rod burners. 12, the angle for water is reduced from 26 to 11 ° compared to untreated float glass, and this angle further decreases after passing through another group of three bar burners 3, i.e., using a total of six bar burners 12 to less than half of the above.
Plavené sklo, získané způsobem podle popsaného pří^.kladu provedení je velmi,.vhodné pro použití, při. němž je žádoucí vysoká smáčivost, například jako ..čelní sklo pro vozidla vzhledem k tomu, že je podstatně snížená tvorba šmouh.Float glass obtained by the method of the described embodiment is very suitable for use in the process. wherein high wettability is desired, for example as a vehicle windshield, since smudging is substantially reduced.
V případě plaveného skla s menší tloušřkou je možno sklo zpra covat také na podložní.sklíčka a k podobným účelům.In the case of float glass with a smaller thickness, it is also possible to process the glass into glass slides and similar purposes.
Znaky popsaného vynálezu je možno užít jednotlivě i v kombinaci i pro jiná provedení.The features of the present invention may be used individually or in combination for other embodiments.
Claims (20)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4235897 | 1992-10-23 | ||
| DE4237921A DE4237921A1 (en) | 1992-10-23 | 1992-11-10 | Method and device for modifying the surface activity of a silicate glass substrate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ222693A3 true CZ222693A3 (en) | 1995-08-16 |
Family
ID=25919767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ932226A CZ222693A3 (en) | 1992-10-23 | 1993-10-21 | Modification process of surface activity, for instance hydrophilisation of a substrate of silicon glass and apparatus for making the same |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0594171B1 (en) |
| AT (1) | ATE149980T1 (en) |
| CZ (1) | CZ222693A3 (en) |
| DE (2) | DE4237921A1 (en) |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5762674A (en) * | 1995-09-27 | 1998-06-09 | Glasstech, Inc. | Apparatus for coating glass sheet ribbon |
| DE19702385A1 (en) * | 1997-01-23 | 1998-07-30 | Fraunhofer Ges Forschung | Process for the hydrophilization of glass substrates and their use |
| US6350397B1 (en) | 1999-03-10 | 2002-02-26 | Aspen Research Corporation | Optical member with layer having a coating geometry and composition that enhance cleaning properties |
| FR2800731B1 (en) * | 1999-11-05 | 2002-01-18 | Saint Gobain Vitrage | TRANSPARENT SUBSTRATE HAVING A SILICON-DERIVED LAYER |
| FR2806014B1 (en) * | 2000-03-08 | 2002-09-20 | Saint Gobain Vitrage | SUBSTRATE WITH PHOTOCATALYTIC AND / OR HYDROPHILIC COATING |
| DE10019926A1 (en) * | 2000-04-20 | 2001-10-31 | Isimat Gmbh Siebdruckmaschinen | Method for modifying a surface of a compact substrate |
| JP3557194B2 (en) * | 2002-02-13 | 2004-08-25 | 泰浩 森 | Surface modification method of solid substance, surface-modified solid substance and surface modification apparatus for solid substance |
| DE10351467B4 (en) * | 2003-11-04 | 2011-07-07 | Schott Ag, 55122 | An article with an easily cleanable surface and process for its preparation |
| US7387816B2 (en) * | 2003-12-15 | 2008-06-17 | Guardian Industries Corp. | Scratch resistant coated glass article including layer(s) resistant to fluoride-based etchant(s), and method of making article using combustion CVD |
| DE102004019575A1 (en) * | 2004-04-20 | 2005-11-24 | Innovent E.V. Technologieentwicklung | Method for producing transmission-improving and / or reflection-reducing optical layers |
| DE102004053708A1 (en) * | 2004-11-03 | 2006-05-04 | Schott Ag | Process for the production of a product with anti-fog coating, as well as product according to the method |
| DE102004053707B8 (en) * | 2004-11-03 | 2008-08-28 | Schott Ag | Process for producing a glass-ceramic article with diffusion barrier and use of a glass-ceramic article produced according to the method |
| DE102004053706A1 (en) * | 2004-11-03 | 2006-05-04 | Schott Ag | Barrier coated article and method of making such article |
| US8088440B2 (en) * | 2004-11-24 | 2012-01-03 | Guardian Industries Corp. | Hydrophobic coating including underlayer(s) deposited via flame pyrolysis |
| US20060110605A1 (en) * | 2004-11-24 | 2006-05-25 | Guardian Industries Corp. | Hydrophilic coating and method of making same |
| DE102005006903B4 (en) * | 2005-02-16 | 2010-01-28 | Engel Oberflächentechnik GmbH | Process for coating glass surfaces and surface of a glass article |
| EP1882052B1 (en) * | 2005-05-19 | 2012-08-01 | Raumedic Ag | Method for modifying a silicone rubber surface |
| MX2009014171A (en) * | 2007-07-06 | 2010-01-28 | Pilkington Group Ltd | Deposition process. |
| DE102007036796A1 (en) * | 2007-08-03 | 2009-02-05 | Rehau Ag + Co | Treating a pipe inner surface of a molded part such as plastic tube with reactive substances formed by combusting silanes in a separate combustion chamber, comprises guiding the formed reactive substances to the surface of the molded part |
| DE102008010750B4 (en) | 2008-02-21 | 2010-02-18 | Engel Oberflächentechnik GmbH | Arrangement and method for cleaning solar collectors |
| DE102008060923B4 (en) | 2008-12-06 | 2012-09-27 | Innovent E.V. | Use of a layer |
| GB0922395D0 (en) * | 2009-12-22 | 2010-02-03 | Pilkington Group Ltd | Deposition process |
| GB201015657D0 (en) * | 2010-09-20 | 2010-10-27 | Pilkington Group Ltd | Coating glass |
| DE102011076830A1 (en) | 2011-05-31 | 2012-12-06 | Innovent E.V. | Method and apparatus for coating a float glass ribbon |
| DE102014009767A1 (en) * | 2014-07-01 | 2016-01-07 | Schott Ag | METHOD FOR THE TREATMENT OF THE SURFACE OF THIN-GLASS OR THIN-GLASS CERAMIC SUBSTRATES |
| GB201507330D0 (en) | 2015-04-29 | 2015-06-10 | Pilkington Group Ltd | Splash screen |
| DE102018132338B3 (en) | 2018-12-14 | 2019-11-21 | Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V. | PARTICLE-FREE METHOD FOR SIGNIFICANTLY REDUCING THE SURFACE WEIGHT OF TUBE, CAPILLARY AND HOLLOW FIBERS FROM SILICA, HIGHLY GLASSES AND OPTICAL GLASSES, AND CLEANING CAVITY SURFACES OF TUBE, CAPILLARY AND HOLLOWING BASES FROM SILICATING GLASS OR OPTICAL GLASSES HIGHLY SILENCED |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES314072A1 (en) * | 1964-10-24 | 1965-10-01 | Glaverbel | Procedure and device for the deposit of one or several thin layers of matters, such as enamel and/or metals on the surface of the printed flat glass. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
| JPS4983453A (en) * | 1972-12-14 | 1974-08-10 | ||
| DK142079A (en) * | 1978-04-11 | 1979-10-12 | Minnesota Mining & Mfg | PROCEDURE FOR MAKING SILICOUS SURFACES HYDROPHILES |
| DE3403894C1 (en) * | 1984-02-04 | 1985-07-25 | Kulzer & Co GmbH, 6393 Wehrheim | Device for coating a metallic dental prosthesis part and method for operating such a device |
| DD256151B5 (en) * | 1984-10-03 | 1995-05-18 | Tiller Hans Juergen | Method for producing surface layers |
| DE3511720A1 (en) * | 1985-03-30 | 1986-10-09 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Process for producing dirt-repellent, hydrophilic glass surfaces on glass sheets |
| KR870000750A (en) * | 1985-06-14 | 1987-02-20 | 이마드 마하윌리 | How to chemically vapor coat a silicon dioxide film |
| DD253259B5 (en) * | 1986-10-06 | 1995-09-07 | Tiller Hans Juergen | Method for conditioning sheets to improve the adhesion of subsequently applied lacquers or plastic coatings |
| GB8814922D0 (en) * | 1988-06-23 | 1988-07-27 | Pilkington Plc | Coatings on glass |
| DD282179A5 (en) * | 1989-03-03 | 1990-09-05 | Tillner Hans Juergen Prof Dr | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF BIOACTIVELY AND MECHANICALLY HIGHLY BELATIBLE IMPLANTS |
| DD283165A5 (en) * | 1989-05-12 | 1990-10-03 | Zi F Oekonomischen Metalleinsa | METHOD FOR THE SURFACE PRE-TREATMENT OF METALS FOR CATALYSIC ELECTROCOAT LACQUERING |
| GB2247691B (en) * | 1990-08-31 | 1994-11-23 | Glaverbel | Method of coating glass |
-
1992
- 1992-11-10 DE DE4237921A patent/DE4237921A1/en not_active Ceased
-
1993
- 1993-10-21 CZ CZ932226A patent/CZ222693A3/en unknown
- 1993-10-21 EP EP93117079A patent/EP0594171B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-10-21 DE DE59305729T patent/DE59305729D1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-10-21 AT AT93117079T patent/ATE149980T1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0594171A1 (en) | 1994-04-27 |
| EP0594171B1 (en) | 1997-03-12 |
| ATE149980T1 (en) | 1997-03-15 |
| DE4237921A1 (en) | 1994-04-28 |
| DE59305729D1 (en) | 1997-04-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ222693A3 (en) | Modification process of surface activity, for instance hydrophilisation of a substrate of silicon glass and apparatus for making the same | |
| KR100360629B1 (en) | Glass covering method and Happy Glass | |
| US3850679A (en) | Chemical vapor deposition of coatings | |
| Metwalli et al. | Surface characterizations of mono-, di-, and tri-aminosilane treated glass substrates | |
| US6716513B1 (en) | Hydrophilic member, method for preparation thereof, and coating agent and apparatus for preparation thereof | |
| US6743516B2 (en) | Highly durable hydrophobic coatings and methods | |
| GB1565765A (en) | Coating of supports with tin oxide | |
| US4188444A (en) | Method of coating glass and glass coated thereby | |
| US3970037A (en) | Coating composition vaporizer | |
| KR101170037B1 (en) | Substrate, such as a glass substrate, with a hydrophobic surface and improved durability of hydrophobic properties and a process for manufacturing the same | |
| US8197909B2 (en) | Plasma coatings and method of making the same | |
| US20020104456A1 (en) | Process for modifying the surface of a compact substrate | |
| CA1338641C (en) | Glazing with no-frost layer | |
| EP0170216A1 (en) | Chemical vapor deposition of a reflective film on the bottom surface of a float glass ribbon | |
| US20060003108A1 (en) | Method for production of transmission-enhancing and/or reflection-reducing optical coatings | |
| PL198292B1 (en) | Method of ion beam milling a glass substrate prior to depositing a coating system thereon, and corresponding system for carrying out the same | |
| JPH1171676A (en) | Deposition of silicon dioxide by plasma-activated vaporization process | |
| CA1064336A (en) | Method of coating a glass substrate | |
| KR20000076278A (en) | Photocatalytically-activated self-cleaning article and method of making same | |
| CN101421200A (en) | Hydrophobic glass surface | |
| DE102011077023A1 (en) | Coating process and coating for a bearing component | |
| EP1870387A1 (en) | Method for modifying the surface properties of glass | |
| CH670819A5 (en) | ||
| EP0799806B1 (en) | Contamination-resistant float glass and process of producing the same | |
| US4900110A (en) | Chemical vapor deposition of a reflective film on the bottom surface of a float glass ribbon |